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第二章 透地雷達反射測勘法 11

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(公式 2.1)

(Booth et al., 2008)。其中

v

為近地表的透地雷達波速,

f

為信號主 頻帶頻率。由於反射信號頻率會被地層衰減降低,一般約略是天 線中心頻率的一半左右。

為入射角度,若非在極端要求精準的 情況下,

在 60°角內皆可視為垂直入射,本論文中的佈線參數皆 已高過此通用標準。

第二章 透地雷達反射測勘法 12

2-2 透地雷達反射數據對反射體之水平解析能力

反射測勘對反射物體的水平解析能力則決定在水平採樣的密 度。依據研究指出,如果要解析出地下探測物體,至少需要 2 至 4 條的共深點 (CDP) 跡線落於 first Fresnel zone (H) 範圍 (公式 2.2) 內,才足以判斷出反射物體 (Knapp et al., 1996)。

HD

/2 (公式 2.2)

上述公式中,D 代表探測之深度參數,λ代表信號波的波長 參數。例如:假設探測深度在 4 公尺,發射信號的波長為 8 公尺,

則 H 值即為 4 公尺。至於什麼是 first Fresnel zone 呢?如果入射 波為一個球面波,當入射波與地層界面接觸後,反射波前在地層 面上的第一個建設性干涉區,稱為 first Fresnel zone (圖 2.1)。

圖 2.1 first Fresnel zone 示意圖 (摘自陳志松, 2011)

第二章 透地雷達反射測勘法 13

2-3 透地雷達反射數據地表探勘方式及準 3D 佈線幾何

在取得透地雷達反射探勘野外數據和施測方法上,常用的幾 何佈線方式共分為以下四種:共支距 (common offset) 法 (圖 2.2)、同中點 (common mid-point) 法 (圖 2.3)、同波源 (common source) 法 (圖 2.4) 以及同接收點 (common receiver) 法 (圖 2.5)。而本研究中,最主要是使用共支距法取得野外數據剖面,再 配合同波源法獲得速度分析的依據。

圖 2.2 共支距 (common offset) 法示意圖 (摘自陳志松, 2011)

第二章 透地雷達反射測勘法 14

圖 2.3 同中點 (common mid-point) 法示意圖 (摘自陳志松, 2011)

圖 2.4 同波源 (common source) 法示意圖 (摘自陳志松, 2011)

圖 2.5 同接收點 (common receiver) 法示意圖 (摘自陳志松, 2011)

第二章 透地雷達反射測勘法 15 必須做同中點廣角反射與折射 (CMP-wide angle reflection and refraction; CMP-WARR) 的測試,這種方式源自震波測勘的走離 雜波測試 (walk-away noise test)。方法是固定一根天線,另一根 天線逐漸移開,故此施測方法一定要使用分離式天線,然後記錄 不同支距的信號來回走時,所得到的數據可供估算雷達波在地下 傳播的速度模型。

第二章 透地雷達反射測勘法 16

由以上可知,不論在野外測勘施測時間或勞力的成本上,數 據品質一定與其有直接正相關性,以輕鬆、快速、低廉的野外成 本取得之數據,品質一定得做些讓步。所以如何事後提高或增強 信號的解析度,一直是信號數據處理專家們心所向之的目標。

本研究除了以近代較新的時頻分析方法處理野外數據之外,

也使用了準 3D 佈線幾何來試圖得到更好的透地雷達數據資料剖 面,而所謂的準 3D 測勘方法,即利用單測線高密度的空間採樣,

及正交雙向的佈線技巧,將數據採樣盡可能提昇至合乎全解析的 標準。由於野外工作時間短暫有限,且施測現場地形地貌的限制,

野外測區僅採用簡約的準 3D 佈線方式 (即單一方向數條平行測 線佈線幾何),期望在最短工時內取得滿意的結果,事後再以數據 內插補點方式增加測線與測線間側向採樣,但要注意不可過度造 成太多的人工假象,這也是本論文所要探討的重點之一。

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